Taller Experimental de Qumica Prctica No. 2 Extraccin, Cromatografa, Colorimetria, pH

Presentado por Lic. Subleyman Ivonne Usman Lic. Mara Trinidad Hurtado Ing. Ricardo Florian Ing. William Saa

PALMIRA, 2011

Taller Experimental de Qumica Prctica No. 2 Extraccin, Cromatografa, Colorimetria, pH

Presentado por

Lic. Subleyman Ivonne Usman Lic. Mara Trinidad Hurtado Ing. Ricardo Florian Ing. William Saa

Presentado a la Docente: Carmen Elena Mier I Semestre Maestria en Enseanza de las Ciencias Exactas y Naturales

PALMIRA, 2011

TABLA DE CONTENIDO

TABLA DE CONTENIDO

Pg.

0. INTRODUCCION 1.OBJETIVOS 2. MATERIALES 3. PROCEDIMIENTO 3.1 EXTRACCION, CROMATOGRAFIA Y COLORIMETRIA 3.2 EXTRACCION DE INDICADOR NATURAL Y ESCALA DE pH 4. RESULTADOS 5. ANALISIS DE LOS RESULTADOS 6. PREGUNTAS Y RESPUESTAS 7. CAUSAS DE ERROR 8. RECOMENDACIONES CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA

4 5 6 7 1O 11-12 13-15 16 -17 18 -53 54 55 56 57

0. INTRODUCCION

En esta prctica de laboratorio se dan pautas para establecer algunas de las caractersticas que se presentan en procesos qumicos como son la Extraccin, Cromatografa, Colorimetra, indicadores naturales y determinacin de la escala de pH.

Ensea una herramienta en el conocimiento de instrumentos y procedimientos para cada proceso al igual que alternativas en las que se pueden reemplazar en determinado momento dichos aspectos.

De igual forma brinda la posibilidad de desarrollar los conceptos con los estudiantes de forma transversal en las Areas de Biologa, Qumica, Fsica y Matemticas ya que integra a las Ciencias Naturales exactas de una manera coherente y sincrnica conociendo a su vez la aplicabilidad de cada una de las tcnicas en la vida cotidiana.

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1. OBJETIVOS

*Aprender las tcnicas de separacin y purificacin de compuestos y su identificacin posterior para la espinaca.

*Separar pigmentos como clorofilas, feofitinas, carotenos y xantofilas en plantas usando la cromatografa en capa fina para la espinaca.

*Identificar espectro de absorcin de la luz visibles y no visibles al ojo humano con sus respectivos rangos.

*Explicar las leyes que rigen los fenmenos de absorcin de la energa y sus aplicaciones.

*Identificar pigmentos naturales en la col morada (no fotosintticos como las antocianinas) que son indicadores naturales y sirven para determinar el pH de algunas sustancias.

*Afianzar los conocimientos de los estudiantes de secundaria con el anlisis e interpretacin de la informacin recolectada en la prctica mediante la realizacin de las diferentes grficas a partir de los datos obtenidos con el espectofotometro.

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2. MATERIALES

2.1 EXTRACCION, CROMATOGRAFIA Y COLORIMETRIA MATERIAL VEGETAL 30 gr de espinaca REACTIVOS Metanol, Sulfato de sodio Anhidro, Eter de petrleo p.e. 40 C - 60C, cloruro de sodio, cloroformo, agua destilada EQUIPOS Cromatoplaca, micropipetas, mortero, lana de vidrio-gasa, erlenmeyer de 125 y 250 ml, probeta de 50 ml, soporte y aro pequeo, cubeta para cromatografa, bao Mara, embudo de vidrio mediano, embudo de separacin, esptula, papel filtro, vaso de precipitados de 100 ml, gradilla, espectofotometro,

2.2 EXTRACCION DE INDICADOR NATURAL Y ESCALA DE pH MATERIAL VEGETAL Col morada picada finamente, limones REACTIVOS Disolucin de HCl 1.0 M, Disolucion de NaOH 1.0 M, Disolucin de HCl al 10%, Disolucin de NaOH al 1%, Reactivo de Biuret, Reactivo de Benedict, agua destilada, vinagre, alcohol EQUIPOS Embudo de filtracin pequeo, papel de filtro cualitativo, bureta de 25 ml, equipo de calentamiento, vaso precipitado de 500ml, pipetas de 5 y 10 ml, gradilla, tubos de ensayo,

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3. PROCEDIMIENTO 3.1 EXTRACCION, CROMATOGRAFIA Y COLORIMETRIA

1) Pesar 30 g de espinaca 2) Agregar 30 ml de metanol y macerar, descartar solucin

3)Agregar 20 ml de ter de Petrleo y macerar nuevamente 4) Filtrar en embudo con lana de vidrio, recoger filtrado en

un beaker

5) Verter filtrado en embudo de separacin7

6) Agregar 30 ml de Agua destilada

7) Tapar embudo, agitar y esperar a que las capas se separen

8) Sacar la capa inferior y descartarla

9)Secar la solucin de ter de petrleo con un poco de sulfato anhidro 10) En cada vaso deprecipitado, recoger 1 ml de la solucin

11) Aplicar con un capilar la solucin en una placa cromatogrfica, repetir el procedimiento varias veces, djar secar.

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12) Reunir todas las placas cromatogrficas para

introducirlas en el solvente

13) Destapar la cubeta e introducir las placas verticalmente evitando que el solvente quede por encima de la mancha. 14) Dejar que el solvente ascienda hasta unos 2 cm por

debajo del borde superior de la placa

15) Sacar la placa y con un lpiz marcar la altura del solvente, determine los bordes de las manchas.

16) Raspar de las placas cromatogrficas las sustancias Obtenidas (pigmentos: clorofila, carotenos, xantofilas, feofitina)

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17) En un tubo colormetrico agregar la solucin

Coloreada del pigmento (pigmento + cloroformo), en otro agregar solamente el solvente de la solucin anterior (Cloroformo) a este tubo se le llama blanco.

18) Tomar las absorbancias del tubo llamado blanco y de el tubo de solucin de pigmento variando la longitud de onda de 400 a 600 nm cada 20 nm.

19) Repetir el procedimiento con las otras soluciones

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3.2 EXTRACCION DE INDICADOR NATURAL Y ESCALA DE pH

1) En un Beker calentar 250ml de agua destilada hasta ebullicion, picar muy fino col morada y agregar al agua caliente, agitar por 5 minutos, dejar enfriar. 2. Filtrar con un algodn, recoger el filtrado,

Evaporar por calentamiento un poco de agua si el filtrado se ve muy claro.

3. En tubos de ensayo disponga 3 ml de la correspondiente disolucion en la escala de pH de 0 a 14, en el vaso con pH igual a 7 ponga agua destilada.

4. A cada tubo de ensayo adicione 1 ml del extracto

Vegetal .

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5. Observe la coloracin desarrollada en cada tubo 6. Utilice el extracto en otro tipo de disoluciones de

Origen biolgico o qumico

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4. RESULTADOS

ESPECTRO DE ABSORCION DE LA CLOROFILA0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 LONGITUD DE ONDA Nm

ABSORBANCIA

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ESPECTRO DE ABSORCION DEL CAROTENO

1.2

1 A B S 0.8 O R B 0.6 A N C 0.4 I A 0.2

0 0 100 200 300 400 500 LONGITUD DE ONDA Nm 600 700 800

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COMPARACION DE ABSORBANCIAS DEL CAROTENO Y DE LA CLOROFILA 1.2

1 A B S 0.8 O R B 0.6 A N C I 0.4 A S 0.2

0 0 200 400 LONGITUD DE ONDA NM 600 800

CAROTENO CLOROFILA

5. ANALISIS DE RESULTADOS

La concentracin del caroteno es mayor del caroteno que la de la clorofila deducir que tipo de clorofila: segn anlisis de la absorbancia estndar, es clorofila b.

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Para los puntos mximos se comprueba que la longitud de onda para el caroteno esta en el rango de 495 a 570 nanmetros y para la clorofila entre 470 a 590 nanmetros, que segn el espectro de luz estndar define los colores verde y anaranjado correspondientemente.

Empecemos por la clorofila. Absorbe principalmente en dos zonas, 450 nanmetros y 660 nanmetros aproximadamente. Comparndola con el espectro de colores ( circulo anexo) , podemos decir que enriquece en un color anaranjado y un turquesa, unido a que permite el paso de la luz verde y amarilla, obtenemos el caracterstico color verde de la clorofila, ya que las hojas poseen otros pigmentos que absorben el azul, por lo que en realidad, las hojas solo reflejan el color verde.

Para el caroteno: se aprecia el pico en 450 Nm y en 680 Nm aproximadamente, es decir absorbe en las longitudes de onda que dan color azul y rojo segn el espectro de colores, y la parte ms baja est en la zona 560 Nm y 680 Nm que es la de poca absorbancia, indicando el color amarillo y naranja claro.

Las longitudes de onda menores a 380 Nm corresponden a los rayos ultravioleta y los mayores a 800 Nm corresponden a los rayos infrarrojos, estos no son visibles al ojo humano, as si queremos detectar si hay componentes ( busca una mejor palabra trini), es necesario usar sistemas que detecten estas longitudes de onda como por ejemplo lmparas de luz ultravioleta o sistemas como el de los militares con miras de rayos infrarrojos que hacen visible estas longitudes de onda.

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LONGITUD DE ONDA DEL ESPECTRO VISIBLE

6. PREGUNTAS Y RESPUESTAS

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INFORME 1.Entregue un dibujo del cromatograma lo mas exacto posible

2.Tome los Rf de cada uno de los compuestos que se separan de la muestra. Xi = 0.9 X2 = 2.5 X3 = 4.5 X4 = 6.4 X5 = 7.3 XS = 7.8

3.De las estructuras del Beta caroteno, licopeno y clorofila, explique a que se debe que sean coloreados.

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Estructura molecular del licopeno

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El color verde en los vegetales es debido a la presencia de dos pigmentos estrechamente emparentados llamados clorofila a y clorofila b . Se encuentran prcticamente en todas las plantas con semilla, helechos, musgos y algas. Tambin aunque aparentemente falten en algunas hojas de color rojo o amarillo, cuando se extraen las otras sustancias colorantes de estas, puede comprobarse incluso all la presencia de las clorofilas, que estaban enmascaradas por los dems pigmentos. Asociados con las clorofilas, existen tambin en los cloroplastos dos clases de pigmentos amarillos y amarillo-anaranjados que son los xantofil as y

carote nos.

Si es posible encontrar en el reino vegetal todos los matices y combinaciones de colores del espectro, existe un predominio general de los colores primarios: verde, amarillo, rojo, azul. Estos colores son conferidos a los vegetales por determinados compuestos qumicos definidos, llamados pigmentos. El color particular que presenta un determinado rgano vegetal depende generalmente del predominio de uno u otro o la combinacin de ellos. Se debe tener claro que cuando un vegetal presenta un color blanco, es debido a la falta de tales pigmentos. La luz solar que incide sobre ellas no es absorbida selectivamente como ocurre en las partes coloreadas, sino que es transmitida o reflejada prcticamente sin sufrir modificacin.

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Las Clorofilas. El color verde tan uniformemente presente en los vegetales es debido a la presencia de dos pigmentos estrechamente emparentados llamados clorofila a y clorofila b . Se encuentran prcticamente en todas las plantas con semilla, helechos, musgos y algas. Pueden formarse en las races, tallos, hojas y frutos a condicin de que estos rganos estn situados por encima del suelo y queden expuestos a la luz. Tambin aunque aparentemente falten en algunas hojas de color rojo o amarillo, cuando se extraen las otras sustancias colorantes de estas, puede comprobarse incluso all la presencia de las clorofilas, que estaban enmascaradas por los dems pigmentos.

Dnde estn los pigmentos? Estos pigmentos se encuentran en el interior de la clulas vegetales especficamente en una organela llamada cloroplasto . Los cloroplastos son simplemente plstidos que contienen pigmentos cloroflicos. Los compuestos cloroflicos estn ligados qumicamente con las estructuras internas del cloroplasto (membrana tilacoides) y se hallan retenidos en estado coloidal. Asociados con las clorofilas, existen tambin en los cloroplastos dos clases de pigmentos amarillos y amarillo-anaranjados que son los xantofilas y carotenides. Las otras clorofilas y los carotenoides pueden absorber luz de longitudes de onda diferentes de las que absorbe la clorofila a. Estos pigmentos actan como pantallas que transfieren la energa a la clorofila a, extendiendo as la gama de luz disponible para la fotosntesis.

La clorofila puede convertir energa lumnica en energa qumica solamente cuando est asociada con ciertas protenas e incluida en una membrana especializada, y sin embargo, slo una fraccin muy pequea de la luz dentro del espectro visible que incide en las hojas de las plantas es finalmente transformada en energa qumica.

Otras Clorofilas

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Tambin existe una clorofila c, la cual se puede hallar en algas pardas pero es una clorofilina a la cual le falta la cola de fitol y los tomos de hidrogeno en las posiciones 7 y 8 en el anillo IV.

La clorofila d ha sido encontrada en las algas rojas mientras que la bacterioclorofila es el pigmento tpico de los bacterios fototrpicos.

Carotenoides En estos colorantes amarillos y rojos, el sistema de dobles enlaces conjugados esta formado exclusivamente por tomos de carbono, en general consisten de una cadena larga de hidrocarburo, por esto son compuestos insolubles en agua, pero s en solventes grasos. Se dividen en Carotenos que son hidrocarburos insaturados y en Xantofilas que son derivados oxigenados de los anteriores.

4. Identifique los compuestos que separo de acuerdo a su coloracin. CAROTENOS: ROJIZOS = ANARANJADOS XANTOFILAS: AMARILLAS CLOROFILAS: VERDE FEOFITINA: GRIS

CUESTIONARIO

1.Qu importancia tienen los pigmentos en la planta? La fotosntesis es un proceso por el cual las plantas verdes convierten a energa potencial de compuestos de carbono reducidos, desprendiendo simultneamente oxigeno molecular. Este proceso es indudablemente, el proceso ms importante sobre la tierra, pues suministra directa o

indirectamente las substancias nutritivas esenciales para la mayora de las formas de vida. La fotosntesis, consiste en la reduccin de C02 atmosfrico por medio de los protones del agua obtenidos con la energa proveniente del

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sol. As la planta almacena energa electromagntica como energa potencial en los compuestos orgnicos.

Los compuestos carbonados ricos en energa, obtenidos de esta manera, son usados despus como fuente de energa por la propia planta y por otros organismos que son incapaces de fabricar sus propios alimentos, pero que si pueden aprovechar la materia vegetal.

El organismo vegetal ha desarrollado un sistema para capturar un fotn de luz y utilizar la energa para elevar el nivel energtico de un electrn determinado que posteriormente regresa a su nivel basal; cuando esto sucede, el exceso de energa es liberada en diferentes formas.

Los organismos fotosintticos atrapan la luz solar formando ATP y NADH, que utilizan como fuente de energa para formar lcidos y otros componentes orgnicos a partir de bixido de carbono y agua de forma simultnea liberan oxigeno molecular. El bixido de carbono formado en la respiracin de los hetertrofos regresa a la atmsfera para volver a ser utilizado por los organismos fotosintticos. De este modo la energa solar proporciona la fuerza motriz para la circulacin continua del bixido de carbono y oxigeno molecular atmosfricos a travs de la biosfera y proporciona los substratos reducidos (combustible).

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La evolucin de la vida vegetal ha logrado a travs de mecanismos bioqumicos, desviar del retorno del electrn a su nivel primitivo y utilizar el exceso de energa para sintetizar carbohidratos. Las plantas superiores contienen tambin un complemento de enzima, semejante a los de la levadura, que son capaces de convertir la glucosa en alcohol etlico y bixido de carbono. Esta conversin, se produce cuando las plantas estn privadas de oxigeno. Permanecen vivas durante periodos variables de tiempoque dependen del tipo de planta, el grado de crecimiento. Etc.

En estas condiciones invariablemente producen bixido de carbono y forma alcohol etlico en sus tejidos. Un gran nmero de productos intermedios o fragmentos carbohidratos se producen en el proceso principal de oxidacin (respiracin aerbica) de la glucosa a bixido de carbono y agua, en el proceso alternativo, fermentacin alcohlica (respiracin anaerobia). Muchos de estos productos intermedios se pueden emplear como componentes para la formacin de la variedad de compuestos orgnicos que se encuentran en la planta. Algunos de los pasos de dos tipos de respiracin son pasos que producen energa e indudablemente suministran, mediante transferencias, la energa que se necesita para la sntesis de nuevos compuestos. Todos los compuestos de carbono de la planta pueden sintetizarse comenzando con glucosa, fructosa o sacarosa; esto se demuestra por la facilidad con que tejidos25

vegetales cortados se pueden cultivar en una solucin en la que uno de estos azcares sirve como nica fuente de carbono.

La capacidad de capturar el fotn y convertir la en energa luminosa en energa qumica es propiedad exclusiva de las plantas verdes.

Las substancias que absorben la energa radiante, que incide en la planta, es la clorofila. Una molcula de clorofila se compone de una cabeza y una cola. La cabeza contiene cuatro anillos de carbono \ nitrgeno unidos formando un anillo mayor en el centro de este anillo hay un tomo de magnesio y tiene un pigmento color verde con estructuras policiclicas planas. La cola es una cadena de carbonos enlazados unidos a la cabeza.

En todos los casos la fotosntesis esta asociada con corpsculos verdes aislados, llamados cloroplastos, que estn suspendidos en el citoplasma de la clula. Es posible romper la clula de la hoja en varias fracciones triturndolas con una solucin amortiguadora.

Este tratamiento rompe los cloroplastos en fragmentos ms pequeos llamados grana. Se recuperan tres fracciones principales: A) el citoplasma, una solucin transparente de color caf rojizo, B)los grana slidos (verde) y C)las paredes celulares mezcladas con clulas integras. Los granas, que son todava capaces de llevar a cabo la fotosntesis contienen, referido al residuo seco aproximadamente, el 40% de protenas, 35% de lpidos, el 7% de minerales y el 5% de pigmento verde llamado clorofila. Esta molcula de pigmento se encuentra incluida en la unidad estructural fotosinttica llamada cuantosoma que corresponde a una parte del tilacoide. Los pigmentos ms importantes que absorben luz en las membranas de los tilacoides son las clorotila.

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Adems en el cloroplasto de las plantas superiores, hay otros grupos de pigmentos que son los carotenoides y de las xanttilas. La clorofila a es de color verde debido a que absorbe preferentemente la luz roja y azul y transmite la verde. Y se distingue de la clorofila B ya que esta tiene un grupo CH3. Las xantlilas son carotenoides pardo amarillentos que absorben la luz visible de las plantas que complementa a la clorofila en la captacin de energa a partir de la luz solar. Existen otros pigmentos como son las antocianinas, que se encuentran en clulas vegetales superiores que determina en especial el color de las flores y algunos matrices en hojas y otras estructural de las plantas.

Pigmentos vegetales hidrosolubles. Los hermosos colores azules, prpuras, violeta, malva, magenta, la mayora de los rojos. y los matices de amarillo plidos al marfil que se encuentran en flores y frutos, son pigmentos hidrosolubles que pertenecen al grupo de las antocianinas o de la antoxiantina.

Contienen los grupos benzopirilium y benzopirona, respectivamente, como se encuentra. Estos pigmentos suelen presentarse en forma de glucsidos. lo

que explica su solubilidad en agua y la fcil extractabilidad por solventes acuosos. Se encuentran en la savia de las plantas, y a menudo en forma de slidos amorfos o cristalinos en las hojas en el tejido leosos y frutos. Su color esta algunas veces enmascarado pro otros pigmentos, como la clorofila. ANTOCIANINAS. Estos pigmentos tienen coloraciones que van del escarlata al azul. Una antocxianina tpica es la pelargonidina. Con la glucosa unida por un enlace glucosidico a las posiciones 3 y 5, se convierten en la antocianina pelaronina.

PERLARGONIDINA Pueden distinguirse varios grupos de antocianinas sobre la base de su naturaleza, nmero y posicin de los azucares que contienen: A) 3 Glucosa y 3 Galactosidos27

B) 3 Pentasaglucosidos (incluyendo 3- ramnosidos) C) 3 glucosidos (glucosidos disacaridos) D) 3,5 Monoducido PREGUNTAS: 1.- QUE SON LAS CLOROFILAS? Pigmentos verdes con estructuras policiclicas planas que funcionan como receptores de energa luminosa en la fotosntesis; al igual absorben energa de los organismos fotosintticos. Tambin la clorofila es una profirina al igual que el grupo hemo de los citocromos pero contiene un tomo de magnesio en lugar de una de hierro en el centro del anillo perifrico. La clorofila se asocia con lpidos y protenas hidrofobicas de las membranas fotosintticas. Hay dos tipos de clorofila como son: la clorofila A y la clorofila b. 2.DESCRIBA LA FUNCION BIOLOGICA DE LOS PIGMENTOS

VEGETALES Y DIGA ,CUAL ES SU IMPORTANCIA? Son sustancias que su funcin es absorber la luz visible. Los diferentes pigmentos absorben luz de longitudes de onda diferentes, adems de llevar a cabo principalmente la fotosntesis. La variacin en las proporciones de estos pigmentos es la responsable de la gama de colores de los organismos fotosintticos que van desde el azul obscuro de las hojas de abeto hasta el verde ms intenso de las hojas de arce, el rojo marrn o incluso prpura de algunas plantas.

Las clulas vegetales tambin tienen otros pigmentos fotosintticos accesorios, como los carotenoides de color amarillo o anaranjado. Vistos absorben longitudes de onda de la luz diferente a las que corresponden a la clorofila y de tal suerte amplan el espectro luminoso que aporta energa para la fotosntesis.

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3.- DESCRIBA LAS

CARACTERISTICAS

ESTRUCTURALES

DL LA

CLOROFILA Y EL CAROTENO. A)CLOROFILA: La estructurabsica de todas las clorofila es la de una unidad tetralirrolica plana que contienen metal similar al grupo proteico heme de la mioglobina y los citocromos. No obstante, la molcula de la clorofila es diferente al del grupo heme en tres aspectos: 1 .- En la clorofila, el ion, metlico que esta coordinado al grupo tetrapirrolico es magnesio como vez del hierro. 2.- Las clorofilas no son dependientes de uniones a grupos proteicos para su actividad. 3.- Las clorotilas contienen un grupo caracterstico de cadenas laterales unidos a los pirroliticos, los ms notables de los cuales son un grupo alcohlico, grande y no polar en enlace esfrico o un residuo Iateral del cido propionoico. y un anillo funcionado del ciclo pentano. El grupo fitol no polar es particularmente notable ya que proporciona la base estructural para una integracin de las molculas de clorofila en la matrizlipoproteica de la membrana de tilacoide. B) CAROTENO.- carotenos y las xantofilas son pigmentos insolubles en agua y ampliamente distribuidas en la naturaleza, siendo ms abundantes en plantas y algas.

Carotenoides. Actan como pigmentos accesorios en el proceso de la fotosntesis. Existen dos tipos de pigmentos carotenoides: carotenos y xantofilas.

Los carotenos son hidrocarburos isoprenoides que no contienen oxgeno y estn formados por largas molculas con un sistema de enlaces conjugados alternantes, dobles y sencillos, rematados en cada extremo por un anillo de ciclohexano insaturado- tienen color amarillo-anaranjado.

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Las xantofilas tienen una estructura muy similar a la de los carotenos y su diferencia estriba en la incorporacin de oxgeno en los extremos de la molcula. Segn el grupo que se incorpore existen variedades dentro de las xantofilas. Son de color amarillo.

4.-QU SON LAS ANTOCIANINAS? Son pigmentos vegetales hidrosolubles que se encuentran en flores y frutos, son hermosos colores azules, prpura, violeta, malva y la mayora de los rojos, contienen los grupos henzaopirilium y benzopirono. Estos pigmentos suelen presentarse en forma de gluxodisos lo que explica su solubilidad en agua y la fcil extractailidad por solventes acuosos. Se encuentran en la savia de las plantas y a menudo en forma de slidos amorfos o cristalinos en las hojas en el tejido leoso y frutos. Su color esta algunas veces enmascarado por otros pigmentos, como la clorofila en algunas clulas vegetales la vacuola contiene elevadas concentraciones de pigmentos que dan su intenso color o prpura en las llores de los geranios. Las rosaslas ciruelas y las uvas.

5.- DE ACUERDO A SU EXTRACCION. QUE DIFERENCIA HAY ENTRE LAS CLOROFILAS Y LAS ANTOCIANINAS.

La clorofila se encuentra en los cloroplastos formando compuestos insolubles se hace necesaria para llevar a cabo el estudio de su poder. absorbente, extraerlas y aquellos por medio de ter, acetona u otros disolventes adecuados. Adems que la parte fundamental de la molcula de la clorofila es cl anillo llamado porfirina estructura formada por 4 ncleos pirrolicos unidos por eslabones metlicos. Las antocianinas son del grupo de los glucosidos son

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compuestos de glucosa, alcohol, o cido. Que en solucin en las vacuola dan color a la flor, rojo si en el pH es cido, azul o violeta si el ph es bsico.

2.Qu clase de compuestos polares extrae el metanol?

Los cloroplastos poseen una mezcla de pigmentos con diferentes colores: clorofila-a (verde intenso), clorofila-b (verde), carotenos (amarillo claro) y xantofilas (amarillo anaranjado) en diferentes proporciones.

Todas estas sustancias presentan un grado diferente de solubilidad en disolventes apolares, lo que permite su separacin cuando una solucin de las mismas desciende por a travs de una columna de cromatografa verticalmente sobre una pelcula de un disolvente orgnico, ya que las ms solubles se desplazarn a mayor velocidad, pues acompaarn fcilmente al disolvente a medida que ste desciende. Las menos solubles avanzarn menos en la columna.

Aparecern, por tanto, varias bandas de diferentes colores (hasta siete o ms,31

dependiendo del material utilizado) que estarn ms o menos alejados de la disolucin alcohlica segn la mayor o menor solubilidad de los pigmentos. Estas bandas poseern diferente grosor, dependiendo de la abundancia del pigmento en la disolucin.

En la prctica se extrajeron estas clorofilas al primero hervir en agua las espinacas para retirar el almidn, despus se extrajeron con una mezcla de metanol y ter dietlico las clorofilas y por medio de una extraccin lquido-lquido con ter de petrleo clorofilas y carotenos con ayuda de una solucin sobresaturada de NaCl para evitar emulsiones y obtener las 2 fases. Una vez extrados los pigmentos fotosintticos, se procedi a realizar una cromatografa de adsorcin para separar las distintas clorofilas que componen dichos pigmentos fotosintticos que componen las coloraciones de las hojas de las plantas observndose que estas se iban corriendo por la columna dependiendo de la afinidad que tuvieran por el disolvente y se obtenan en diferentes cantidades de acuerdo al tipo de clorofila, ya que por ejemplo se obtuvo en mayor cantidad la clorofila alfa debido a que esta es la que compone casi el 75% de las clorofilas de la planta. La clorofila es un pigmento de las plantas, que les proporciona su color verde y que absorbe la luz necesaria para la fotosntesis. La clorofila absorbe principalmente luz violeta roja y azul y refleja luz verde.

La abundancia de clorofila en hojas y su ocasional presencia en otros tejidos vegetales es la causa de que esas partes de las plantas aparezcan verdes, pero en algunas hojas la clorofila es enmascarada por otros pigmentos. La extraccin y reconocimiento de estos pigmentos es interesante para es estudio y conocimiento de sus propiedades.

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Los Pigmentos vegetales, que se encuentran en los cloroplastos, son molculas qumicas que reflejan o transmiten la luz visible, o hacen ambas cosas a la vez. El color de un pigmento depende de la absorcin selectiva de ciertas longitudes de onda de la luz y de la reflexin de otras. Constituyen el sustrato fisicoqumico donde se asienta el proceso fotosinttico. Hay diversas clases de pigmentos: Principales: Clorofilas (a, b, c, d y bacterioclorofilas) de coloracin verde. Accesorios: Carotenoides (carotenos y xantofilas) de coloracin amarilla y roja. Ficobilinas de coloracin azul y roja presentes en las algas verdeazuladas, que comprenden el filo de los Cianofitos.

Cmo se dividen los solventes?

Los pigmentos cloroflicos son insolubles en el solvente universal llamado agua. Pero s son solubles (afinidad qumica) en solventes orgnicos como por ejemplo el metanol. A los solventes que extraen simultneamente todos los pigmentos de la hoja se los suele llamar extractantes. Existen otros solventes que presentan afinidad por algunos pigmentos y se los llama separadores, como por ejemplo el ter de petrleo.

En el mtodo de extraccin simple, como se desarrollo utilizo como extractante el metanol y como separador el ter de petrleo. Estos dos solventes orgnicos responden en forma diferente a los pigmentos cloroflicos, como as tambin a sus diferencias fsicas que hacen que sean dos lquidos no misibles y con diferente peso especfico.

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Las primeras clorofilas que se extrajeron fueron las xantofilas, las cules son de color amarillo y olivo. Estas se obtuvieron en pequea cantidad cada uno de sus coloraciones diferentes.

Despus se obtuvo clorofila beta que fue en color verde amarillento.

Por ultimo se obtuvieron los carotenos que fueron de color amarillo ms intenso que las xantofilas y estos se obtuvieron al final debido a que eran menos afines al disolvente empleado

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3.Si se necesita evaporar un solvente que contenga un punto de ebullicin mayor que el del agua que medio de calentamiento utilizara?

La destilacin es la operacin de separar, mediante vaporizacin y condensacin, los diferentes componentes lquidos, slidos disueltos en lquidos o gases licuados de una mezcla, aprovechando los diferentes puntos de ebullicin (temperaturas de ebullicin) de cada una de las sustancias ya que el punto de ebullicin es una propiedad intensiva de cada sustancia, es decir, no varia en funcin de la masa o el volumen, aunque s en funcin de la presin. Destilacin simple El aparato utilizado para la destilacin en el laboratorio es el '''alambique'''. Consta de un recipiente donde se almacena la mezcla a la que se le aplica calor, un condensador donde se enfran los vapores generados, llevndolos de nuevo al estado lquido y un recipiente donde se almacena el lquido concentrado. En la industria qumica se utiliza la destilacin para la separacin de mezclas simples o complejas. Una forma de clasificar la destilacin puede ser la de que sea discontinua o continua. En el esquema de la derecha puede observarse un aparato de destilacin simple bsico:

1. Mechero, proporciona calor a la mezcla a destilar. 2. Ampolla o matraz de fondo redondo, que deber contener pequeos trozos de material poroso (cermica, o material similar) para evitar sobresaltos repentinos por sobrecalentamientos.

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1. Cabeza de destilacin: No es necesario si la retorta tiene una tubuladura lateral. 2. Termmetro: El bulbo del termmetro siempre se ubica a la misma altura que la salida a la entrada del refrigerador. Para saber si la temperatura es la real, el bulbo deber tener al menos una gota de lquido. Puede ser necesario un tapn de goma para sostener al termmetro y evitar que se escapen los gases (muy importante cuando se trabaja con lquidos inflamables). 3. Tubo refrigerante. Aparato de vidrio, que se usa para condensar los vapores que se desprenden del baln de destilacin, por medio de un lquido refrigerante que circula por ste. 4. Entrada de agua: El lquido siempre debe entrar por la parte inferior, para que el tubo permanezca lleno con agua. 5. Salida de agua: Casi siempre puede conectarse la salida de uno a la entrada de otro, porque no se calienta mucho el lquido. 6. Se recoge en un baln, vaso de precipitados, u otro recipiente. 7. Fuente de vaco: No es necesario para una destilacin a presin atmosfrica. 8. Adaptador de vaco: No es necesario para una destilacin a presin atmosfrica.

Destilacin fraccionadaArtculo principal: Destilacin fraccionada La destilacin fraccionada es una variante de la destilacin simple que se emplea principalmente cuando es necesario separar lquidos con punto de ebullicin cercanos. La principal diferencia que tiene con la destilacin simple es el uso de una columna de fraccionamiento. sta permite un mayor contacto entre los vapores que ascienden con el lquido condensado que desciende, por la utilizacin de diferentes "platos". Esto facilita el intercambio de calor entre los vapores (que ceden) y los lquidos (que reciben). Ese intercambio produce un intercambio de masa, donde los lquidos con menor punto de ebullicin se convierten en vapor, y los vapores con mayor punto de ebullicin pasan al estado lquido.

Destilacin al vacoLa destilacin a vaco es la operacin complementaria de destilacin del crudo procesado en la unidad de destilacin atmosfrica, que no se vaporiza y sale por la parte inferior de la columna de destilacin atmosfrica. El vaporizado de todo el crudo a la presin atmosfrica necesitara elevar la temperatura por encima del umbral de descomposicin qumica y eso, en esta fase del refino de petrleo, es indeseable.36

El residuo atmosfrico o crudo reducido procedente del fondo de la columna de destilacin atmosfrica, se bombea a la unidad de destilacin a vaco, se calienta generalmente en un horno a una temperatura inferior a los 400 C, similar a la temperatura que se alcanza en la fase de destilacin atmosfrica, y se introduce en la columna de destilacin. Esta columna trabaja a vaco, con una presin absoluta de unos 20 mm de Hg, por lo que se vuelve a producir una vaporizacin de productos por efecto de la disminucin de la presin, pudiendo extraerle ms productos ligeros sin descomponer su estructura molecular. En la unidad de vaco se obtienen solo tres tipos de productos:

Gas Oil Ligero de vaco (GOL). Gas Oil Pesado de vaco (GOP). Residuo de vaco.

Los dos primeros, GOL y GOP, se utilizan como alimentacin a la unidad de craqueo cataltico despus de desulfurarse en una unidad de hidrodesulfuracin (HDS). El producto del fondo, residuo de vaco, se utiliza principalmente para alimentar a unidades de craqueo trmico, donde se vuelven a producir ms productos ligeros y el fondo se dedica a producir fuel oil, o para alimentar a la unidad de produccin de coque. Dependiendo de la naturaleza del crudo el residuo de vaco puede ser materia prima para producir asfaltos.

Destilacin por arrastre de vaporEn la destilacin por arrastre de vapor de agua se lleva a cabo la vaporizacin selectiva del componente voltil de una mezcla formada por ste y otros "no voltiles". Lo anterior se logra por medio de la inyeccin de vapor de agua directamente en el interior de la mezcla, denominndose este "vapor de arrastre", pero en realidad su funcin no es la de "arrastrar" el componente voltil, sino condensarse en el matraz formando otra fase inmiscible que ceder su calor latente a la mezcla a destilar para lograr su evaporacin. En este caso se tendrn la presencia de dos fases insolubles a lo largo de la destilacin (orgnica y acuosa), por lo tanto, cada lquido se comportar como si el otro no estuviera presente. Es decir, cada uno de ellos ejercer su propia presin de vapor y corresponder a la de un lquido puro a una temperatura de referencia. La condicin ms importante para que este tipo de destilacin pueda ser aplicado es que tanto el componente voltil como la impureza sean insolubles en agua ya que el producto destilado voltil formar dos capas al condensarse, lo cual permitir la separacin del producto y del agua fcilmente. Como se mencion anteriormente, la presin total del sistema ser la suma de las presiones de vapor de los componentes de la mezcla orgnica y del agua, sin embargo, si la mezcla a destilar es un hidrocarburo con algn aceite, la37

presin de vapor del aceite al ser muy pequea se considera despreciable a efectos del clculo: P = Pa + Pb Donde:

P = presin total del sistema Pa= presin de vapor del agua Pb= presin de vapor del hidrocarburo

Por otra parte, el punto de ebullicin de cualquier sistema se alcanza a la temperatura a la cual la presin total del sistema es igual a la presin del confinamiento. Y como los dos lquidos juntos alcanzan una presin dada, ms rpidamente que cualquiera de ellos solos, la mezcla hervir a una temperatura ms baja que cualquiera de los componentes puros. En la destilacin por arrastre es posible utilizar gas inerte para el arrastre. Sin embargo, el empleo de vapores o gases diferentes al agua implica problemas adicionales en la condensacin y recuperacin del destilado o gas. El comportamiento que tendr la temperatura a lo largo de la destilacin ser constante, ya que no existen cambios en la presin de vapor o en la composicin de los vapores de la mezcla, es decir que el punto de ebullicin permanecer constante mientras ambos lquidos estn presentes en la fase lquida. En el momento que uno de los lquidos se elimine por la propia ebullicin de la mezcla, la temperatura ascender bruscamente. Si en mezcla binaria designamos por na y nb a las fracciones molares de los dos lquidos en la fase vapor, tendremos:

Pa = na P Pb = nbP dividiendo:

Pa = na P = na Pb = nb P = nb

na y nb son el nmero de moles de A y B en cualquier volmen dado de vapor, por lo tanto:

Pa = na Pb = nb

y como la relacin de las presiones de vapor a una "T" dada es constante, la relacin na/nb, debe ser constante tambin. Es decir, la composicin del vapor es siempre constante en tanto que ambos lquidos estn presentes.

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Adems como: na = wa/Ma y nb= wb/Mb donde: wa y wb son los pesos en un volmen dado y Ma, Mb son los pesos moleculares de A y B respectivamente. La ecuacin se transforma en: Pa = na = waMb Pb nb wbMa O bien: wa = MaPa wb MbPb Esta ltima ecuacin relaciona directamente los pesos moleculares de los dos componentes destilados, en una mezcla binaria de lquidos. Por lo tanto, la destilacin por arrastre con vapor de agua, en sistemas de lquidos inmisibles en sta se llega a utilizar para determinar los pesos moleculares aproximados de los productos o sustancias relacionadas. Es necesario establecer que existe una gran diferencia entre una destilacin por arrastre y una simple, ya que en la primera no se presenta un equilibrio de fases lquido-vapor entre los dos componentes a destilar como se da en la destilacin simple, por lo tanto no es posible realizar diagramas de equilibrio ya que en el vapor nunca estar presente el componente "no voltil" mientras est destilando el voltil. Adems de que en la destilacin por arrastre de vapor el destilado obtenido ser puro en relacin al componente no voltil (aunque requiera de un decantacin para ser separado del agua), algo que no sucede en la destilacin simple donde el destilado sigue presentando ambos componentes aunque ms enriquecido en alguno de ellos. Adems si este tipo de mezclas con aceites de alto peso molecular fueran destiladas sin la adicin del vapor se requerira de gran cantidad de energa para calentarla y empleara mayor tiempo, pudindose descomponer si se trata de un aceite esencial.

4.Explique brevemente otras clases de cromatografa:Los mtodos cromatogrficos

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La cromatografa lquida la podemos diferenciar en cuatro grupos:

C. de reparto: separa los solutos basndose en la solubilidad C. de adsorcin: se basa en la afinidad de adsorcin C. de exclusin: separa solutos segn el peso molecular C. de intercambio inico: separa solutos segn la carga inica

Cromatografa de reparto

La cromatografa de reparto est formada por la cromatografa Lquido-Lquido y la cromatografa unida qumicamente. Estas tcnicas se diferencian en la forma en que se retiene la fase estacionaria sobre las partculas del soporte relleno. En el segundo caso, como su nombre lo indica, la fase estacionaria se une qumicamente a la superficie del soporte. Esta tcnica actualmente es ms usada debido a que la cromatografa lquido-lquido necesita de un recubrimiento peridico de las partculas del soporte debido a la prdida de la fase estacionaria por disolucin en la fase mvil. En general los soportes para casi todos los rellenos de fases unidas qumicamente se preparan con slice rgida o composiciones donde la slice es el elemento bsico. Estos slidos estn porosas formados y por partculas uniformes.

mecnicamente

resistentes,

Los rellenos de columna en la cromatografa de fase unida qumicamente se clasifican como de fase inversa cuando el recubrimiento enlazado tiene carcterno polar, y de fase normal cuando el recubrimiento contiene grupos funcionales polares.

Esta tcnica puede utilizarse en la separacin de mezclas edulcorantes artificiales, antioxidantes, aflatoxinas, bebidas refrescantes entre otras.

Cromatografa de Adsorcin

La cromatografa de adsorcin o Lquido-Slido es la forma clsica de la cromatografa de lquidos. Ha sufrido algunas transformaciones que la han convertido en un mtodo importante de la HPLC.

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Las nicas fases que se utilizan en este tipo de cromatografa son la slice y la almina, siendo la primera la preferida.

Es adecuada para compuestos no polares probablemente con masas moleculares inferiores a 5 000. Los mtodos de la cromatografa de adsorcin y reparto tienden a ser complementarios, aunque en algunos casos se superponen. En general la cromatografa Lquido-Slido es ms adecuada para muestras que son solubles en disolventes no polares y por ello tienen solubilidad limitada en disoluciones acuosas que son las que se utilizan en cromatografa de reparto en fase inversa. En este tipo de cromatografa tambin se pueden separar compuestos con diferentes grupos funcionales. Una caracterstica particular de este mtodo es su capacidad para diferenciar compuestos ismeros en mezclas.

Cromatografa de Exclusin

La cromatografa de exclusin, tambin llamada de filtracin en gel o cromatografa de permeacin en gel, se basa en la diferencia de penetracin de las molculas en los poros de la fase estacionaria debido a que la separacin obtenida depende del tamao de la molcula. El tiempo de elucin es proporcional al peso molecular de los mismos, por lo que no es muy usada con los compuestos de alto peso molecular. Este tipo de separacin por tamao difiere de las dems tcnicas de cromatografa en que no existen interacciones fsicas o qumicas entre el analito y la fase estacionaria. Es una tcnica reproducible, escalable y rpida.

La fase fija est formada por partculas polimricas o de slice que contienen una reduniforme de poros por los que pueden penetrar las molculas de41

pequeo tamao. Las molculas de tamao grande se excluyen totalmente y son eluidas en primer lugar, mientras que las de pequeo tamao tienen acceso a todo el volmen poroso y son las ltimas que se eluyen; de esto se deduce que el volmen disponible para las molculas pequeas es mayor que para las grandes. Por lo tanto las molculas se eluyen por su tamao decreciente. En resumen los factores que determinan la separacin de las molculas son el tamao del poro, el tamao de la partcula y el flujo de elucin. Los diferentes tipos de partculas usadas deben ser estables, mecnicay qumicamente, tener bajo contenido en grupos inicos, uniformidad de poro y tamao. Los compuestos pueden ser derivados de dextranos (Sephadex), derivados de agarosa (Sepharosa), derivados de acrilamidas (Biogel P) y esferas de vidrio. Hay diferentes tamaos de partcula para un gel: a menor tamao mayor resolucin y menor gasto en la columna.

Este tcnica se emplea en la separacin de protenas de alimentos, determinacin de glucosa y fructosa en zumos de fruta, etc.

Cromatografa de Intercambio Inico

La cromatografa de intercambio inico est basada en la atraccin entre iones del soluto y puntos cargados que existen en la fase estacionaria. En el caso de intercambiadores aninicos, grupos cargados positivamente en la fase estacionaria atraen aniones del soluto. Los intercambiadores catinicos contienen puntos cargados negativamente que atraen cationes del soluto. Los intercambiadores inicos se clasifican en cidos o bsicos, fuertes o dbiles. Las resinas cidas fuertes siguen ionizadas incluso en disoluciones muy cidas, en cambio las resinas cidas dbiles se protonan a un pH prximo a 4 y pierden su capacidad de intercambio catinico. Los grupos muy bsicos de amonio cuaternario siguen siendo catinicos a cualquier valor de pH. Los bsicos dbiles de amonio terciario se desprotonan en disoluciones

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moderadamente

bsicas

y

pierden

entonces

su

capacidad.

Las resinas de intercambio inico tienen aplicacin en estudios donde intervienen molculas pequeas (PM=500) que pueden penetrar en los poros pequeos de la resina. Los intercambiadores inicos de poliestireno son tan grandes que las macromolculas muy cargadas, como las protenas, se pueden enlazar irreversiblemente a ellos. Los de celulosay dextranos sirven para intercambio inico de macromolculas. Los geles de intercambio inico se usan en el caso de molculas grandes (protenas y cidos nucleicos). Cuando las separaciones exigen condiciones qumicas fuertes se emplean

intercambiadores inicos inorgnicos.

En resumen la gran variabilidad de los mtodos cromatogrficos se debe a las diferentes condiciones que pueden utilizarse para separar los componentes de una sustancia.

Todas estas tcnicas tienen en comn la existencia de una fase estacionaria a travs de la cual fluye una fase mvil, as como la presencia de un mecanismo de inyeccin de la muestra y un mecanismo de deteccin de los diferentes componentes separados.

La electroforesis fue desarrollada por primera vez por el qumico sueco Arne Tiselius, merecedor del Premio Nobel en 1948 por sus trabajos realizados en esta esfera.

La electroforesis es una tcnica analtica de separacin de fundamento cintico basada en el movimiento o migracin de las macromolculas disueltas en un determinado medio (solucin tampn de electroforesis), a travs de una matriz o soporte reticulado como resultado de la accin de un campo elctrico. El comportamiento de la molcula viene dado por su movilidad electrofortica y sta por la carga, tamao y forma de la misma. Cuanto mayor es la relacin carga/tamao ms rpido migra un in en el seno del campo elctrico. Esta tcnica tiene como ventaja su capacidad de separar macromolculas de inters

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en la industria biotecnolgica y qumica. Ha sido un mtodo muy til para la separacin de protenas (enzimas, hormonas) y cidos nucleicos (DNA y RNA) con gran resolucin.

En un sistema electrofortico pueden originarse distintos fenmenos que afectan la separacin de las sustancias:

Difusin

Este fenmeno es provocado por la existencia de gradientes de concentracin que favorecen el transporte hacia las zonas de menor concentracin de cada especie. Afecta tanto a partculas cargadas como no cargadas. Las molculas tienden a moverse de una forma aleatoria debido a que poseen energa cintica propia. Esto es lo que se denomina difusin. Con un aumento de la temperatura aumentar la difusin por un incremento de la energa cintica.

Migracin

Es el movimiento producido por una fuerza externa que es impuesta al medio, en este caso, el campo elctrico y su intensidad.

Flujo trmico

Al pasar una corriente elctrica a travs de un sistema que origina una resistencia dada, se produce calor. Por tanto el sistema electrofortico no es isotrmico. En general la fase lquida se mueve hacia las zonas de menor temperatura, lo que origina un transporte de las partculas de inters no debido a la migracin.

Friccin

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La friccin con el solvente dificultar el movimiento (es decir, al moverse los solutos chocarn con las molculas del solvente que estn en su camino), lo que genera una fuerza que se opone al movimiento.

La suma de todos estos factores provoca que las molculas no migren de una manera uniforme, de modo que, si las molculas son colocadas en un cierto lugar de la solucin, los iones comenzarn a moverse formando un frente cuya anchura aumentar con el tiempo. Para reducir esta anchura podemos reducir el movimiento de las molculas empleando un medio que oponga ms resistencia a dicho movimiento.

Esta situacin nos permite diferenciar dos mtodos electroforticos:

Electroforesis convencional Electroforesis capilar.

3.Electroforesis Convencional

La electroforesis convencional ha sido utilizada durante muchos aos para separar especies complejas de elevado peso molecular de inters biolgico y bioqumico. Las separaciones se llevan a cabo sobre una capa delgada y plana o placa de un gel semislido y poroso que contiene un tampn acuoso en el interior de sus poros. Esta ser la sustancia encargada de ofrecer resistencia al movimiento de las molculas, controlando as su migracin uniforme.

Mediante esta tcnica se pueden separar varias muestras simultneamente. Dichas muestras se depositan sobre el gel, se aplica un potencial de corriente continua a travs del mismo durante un tiempo fijo. Cuando las separaciones se han completado se interrumpe el paso de corriente y las especies separadas se tien para visualizarse.

La electroforesis en gel es muy utilizada en la deteccin, control de pureza,45

caracterizacin, cuantificacin (por comparacin con controles) as como preparacin y purificacin (por extraccin de bandas desde el gel) de molculas y fragmentos de DNA y RNA.

Los geles que se emplean son geles tridimensionales de polmeros ramificados que tienen los espacios entre ramificacin rellenos de lquido. Las redesde polmeros no solo reprimen la conveccin sino que tambin actan como cribas que pueden retardar y hasta bloquear la migracin de los analitos polimricos ms grandes. En cambio los iones pequeos pueden moverse libremente a travs de la estructura porosa del gel. De este modo la electroforesis en gel tiene dos mecanismos de separacin: electroforesis, que separa por la relacin carga/tamao y tamizado, que separa mayormente por tamao. Los geles ms comunes son agarosa y poliacrilamida.

La agarosa es un polmero derivado de un polisacrido neutro, que gracias a su poder de gelificacin y propiedades fsico-qumicas, lo han convertido en el soporte ms comn para electroforesis en el rea de Biologa Molecular. La poiliacrilamida es un polmero formado a partir de acrilamida y N,N metilenbisacrilamida. La concentracin de ambos reactivos define el grado de reticulacin del gel.

Ambos geles tienen en comn que adquieren la misma forma y estn prcticamente libres de cargas inicas. Esto es importante para evitar que la disolucin tampn se desplace por el gel cuando se active el campo elctrico. A continuacin se ofrece un esquema con los aditamentos necesarios para realizar esta tcnica de separacin: Este tipo de electroforesis es ampliamente utilizado en la esfera biotecnolgica, aspecto este que se ha podido comprobar a partir de los numerosos resultados que se encuentran en la literatura ms actual.

Existen otros tipos de electroforesis en gel como son la electroforesis en geles desnaturalizantes de agarosa, electroforesis en campo pulsado y la electroforesis preparativa. Estas tcnicas no son de aplicacin tan general pero no por ello dejan de ser importantes.

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4. Electroforesis Capilar (CE)

La electroforesis capilar es una tcnica alternativa de la electroforesis convencional y surge debido a que la velocidad de separacin y resolucin de los compuestos mejora a medida que aumenta el campo elctrico aplicado. Esta afirmacin no nos permite aumentar el potencial, aun sabiendo que existe una dependencia directa de ste con el campo elctrico. Esto se debe a que el calentamiento de Joule aumenta hasta afectar la calidad de la separacin. Para solucionar esta dificultad es que se realiza la electroforesis en un tubo capilar con un dimetro interno inferior a 0,1 mm y una longitud de 50 cm a 1 m. Esta tcnica est representada en el siguiente esquema:

El mecanismo de separacin est basado en las relaciones carga/masa de los analitos. Su utilidad est en la separacin de protenas y pptidos entre otras sustancias. Entre las ventajas que ofrece la electroforesis capilar se puede apuntar que da lugar a separaciones con volmenes de muestra extraordinariamente pequeos (de 0,1 a 10 nL), en contraste con la electroforesis convencional en la cual se emplean volmenes de muestra en el orden de los L, con una elevada resolucin y rapidez. Ofrece adems mayor facilidad y velocidad que la cromatografa lquida de alta resolucin (HPLC).

Esta tcnica elimina el problema de los solventes de la HPLC, la toxicidad de los mismos y su costo, pues emplea soluciones acuosas en su gran mayora con muy baja concentracin inica, incorpora los principios de la

automatizacin a travs de un hardware creado especialmente con un software altamente optimizado, aunque la reproducibilidad en el anlisis cuantitativo es peor.

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Como las especies separadas eluyen de uno de los extremos del capilar, se pueden utilizar detectores cuantitativos como los empleados en HPLC. Como resultado se obtiene un electroferograma con picos caractersticos de cada compuesto separado. En realidad ambas tcnicas son complementarias al basarse en mecanismos de separacin diferentes.

Podemos

diferenciar

varios

tipos

de

electroforesis

capilar:

La electroforesis capilar en gel combina la tcnica de electroforesis con la cromatografa de reparto. Permite la separacin en funcin de la migracin electrofortica y tambin en funcin del peso molecular de las muestras. Se lleva a cabo en una matriz polimrica con estructura de gel poroso, cuyos poros contienen una mezcla tampn donde ocurre la separacin. Estos geles estn contenidos en un tubo capilar. Los geles utilizados son tambin de agarosa y poliacrilamida.

Electroforesis capilar de zona: es una de las tcnicas ms importantes y ms utilizada debido, probablemente a su simplicidad y elevado poder de separacin. Est basada en la separacin de los analitos segn la relacin carga/tamao.

En esta tcnica la composicin del tampn es constante en toda la zona de separacin. El potencial aplicado hace que los diferentes componentes inicos de la mezcla migren cada uno segn su propia movilidad y se separen en zonas que puedan estar completamente resueltas o parcialmente solapadas. Entre las zonas completamente resueltas hay huecos ocupados por el tampn. Su principal inconveniente es que no permite separar los compuestos neutros.

Enfoque isoelctrico: la diferencia de los puntos isoelctricos de las protenas se aprovecha para separarlas por el mtodo de isoelectroenfoque. Este mtodo se basa en establecer un gradiente de pH estable en una disolucin o gel. Este gradiente se establece por un conjunto de tampones especiales llamados

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anfolitos que migran por s mismos hasta que alcanzan sus puntos isoelctricos. Cuando al gradiente de pH se le introduce una protena, cada zona intercambia protones con la muestra proteica, generando una separacin isoelctrica conocida como electroenfocado.

La isotacoforesis significa electroforesis a velocidad uniforme. Esto significa que el tiempo de recorrido en el capilar bajo condiciones isotacoforticas es independiente desplazamiento. Antes de iniciar la corrida, el capilar se debe llenar con un electrolito ldero gua en un extremo. Este debe tener una gran movilidad y debe ser mayor que la de los componentes a separar. Luego se introduce la muestra seguida del electrolito terminal o cola, cuya movilidad debe ser menor que cualquiera de los componentes de la muestra. La seleccin de los electrolitos guas y terminales depende del conocimiento de los valores de las movilidades y del pKa para todos los componentes de la muestra. En la isotacoforesis las bandas siempre estn en contacto con la zona adyacente. Esta caracterstica es necesaria para mantener la continuidad elctrica a lo largo del sistema, dado que no hay un electrolito de soporte. de la velocidad. Es una tcnica de separacin por

Esta tcnica puede ser utilizada para determinar cationes y aniones. Se requiere usualmente corridas separadas para determinar cada forma inica. La electrocromatografa capilar es un hbrido entre la HPLC y la CE donde se renen algunas de las mejores caractersticas de cada tcnica por separado, por lo que tiene ventajas sobre ellas. De esta manera la electrocromatografa capilar puede usarse para la separacin de especies no cargadas. Proporciona una elevada eficaciaen las separaciones de microvolmenes de disolucin de muestra, sin necesidad de aplicar un bombeo de alta presin.

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En la electrocromatografa capilar la fase mvil se transporta a travs de la fase estacionaria por el bombeo ejercido por el flujo electroosmtico y no por un bombeo mecnico, lo que simplifica significativamente el equipo.

Se diferencian dos tipos de electrocromatografa capilar:

Electrocromatografa rellena, en la cual un disolvente polar se conduce por el flujo electroosmtico a travs de un capilar que contiene un relleno tpico de HPLC en fase inversa. Las separaciones dependen de la distribucin de los analitos entre la fase mvil y la fase estacionaria lquida retenida por el relleno.

Cromatografa capilar electrocintica micelar. Esta tcnica requiere la utilizacin de un tensoactivo en un nivel de concentracin en el cual se formen micelas. Estas micelas son capaces de alojar compuestos no polares en su interior. La interaccin de las micelas y los solutos es la que produce la separacin.

En resumen la cromatografa y la electroforesis son en la actualidad tcnicas ampliamente utilizadas en la resolucin de macromolculas de inters en la industria biotecnolgica, biolgica y bioqumica. Muestra de ello es el numeroso grupode estudios realizados que se encuentra en la literatura especializada. Se destaca en las ltimas dcadas un mayor uso de la electroforesis capilar. Esta versin instrumental de la electroforesis convencional resulta ms ventajosa debido a los pequesimos volmenes que se necesitan para el estudio en cuestin y los resultados se obtienen en un tiempo mnimo. Estos aspectos la hacen preferida entre las tcnicas de separacin.

5.Cuando las separaciones de compuestos en la cromatoplaca no son coloreadas que mtodos utilizara para reconocer las manchas?

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Los mtodos espectroscpicos de anlisis se basan en la medicin de la radiacin electromagntica emitida o absorbida por la materia. Los de emisin utilizan la radiacin emitida por una sustancia que ha sido excitada por una energa trmica, elctrica o electromagntica, al pasar al estado fundamental. Esta radiacin es caracterstica del material o compuesto emisor. Los de absorcin se basan en la disminucin de potencia de una radiacin electromagntica que ha interaccionado con la materia. Miden la relacin entre intensidad final - inicial mediante un parmetro denominado Transmitancia. Para que haya interaccin entre la radiacin electromagntica y la materia es necesario: que la energa asociada a esa radiacin electromagntica satisfaga a la necesidad de energa de ese salto y que exista una probabilidad de transmisin entre niveles. Tambin hay que tener en cuenta el orden de adicin de los reactivos, porque puede influir en la obtencin de la absorbancia.

En la espectrofotometra molecular ultravioleta visible vemos transiciones moleculares utilizando ultravioleta visible. El rango espectral para ultravioleta va de 200 - 400nm, y para el visible va de 400 - 700 nm. El rango de energa que abarca es de 6 e-V (electrn voltio). En los espectros de absorcin influye el estado fsico del absorbente (analito) y el tipo de disolvente empleado. Los compuestos que absorben en ultravioleta visible se denominan Cromforos, dentro hay inorgnicos, orgnicos y complejos de transferencia de carga.

Orgnicos: Los que tienen enlaces insaturados (dobles y triples enlaces) porque los electrones no estn tan fuertemente unidos con en los enlaces sencillos. Los compuestos orgnicos con oxgeno, azufre, nitrgeno o halgenos presentan absorcin en ultravioleta porque los electrones no compartidos no estn tan fuertemente unidos, y son lo que provocan la transicin.

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Inorgnicos: Tienen transicin en ultravioleta visible, los complejos formados con compuestos de las primeras series de transicin van a dar transicin en al menos algn estado de oxidacin. Complejos de transferencia de carga: Son los grupos donadores de electrones enlazados, los donan a un compuesto receptor de electrones con orbitales vacos, cuando este compuesto donador absorbe la energa uno de estos electrones se transfiere al orbital vaco del receptor y se produce un estado de oxidacin - reduccin interno, estos compuestos tienen absortividades molares altsima, por lo que permiten un elevada sensibilidad, la mayora implican un in metlico, pueden ser tanto compuestos inorgnicos como orgnicos.

Este es uno de los mtodos ms utilizados en laboratorios qumicos y clnicos, y se caracteriza por la amplia aplicacin a compuestos orgnicos e inorgnicos. Tiene una sensibilidad (lmite de Deteccin) de entre 10-4M y 10-7M, posee una selectividad moderada alta, es rpido y de fcil automatizacin, tiene una exactitud y precisin razonables, con un error de entre el 1 - 3%.

6. Hay algunos compuestos que absorben la luz ultravioleta. Cmo se podran identificar en la cromatoplaca?

La espectroscopia ultravioleta-visible o espectrofotometra ultravioletavisible (UV/VIS) es una espectroscopia de fotones y una espectrofotometra. Utiliza radiacin electromagntica (luz) de las regiones visible, ultravioleta cercana (UV) e infrarroja cercana (NIR) del espectro electromagntico. La radiacin absorbida por las molculas desde esta regin del espectro provoca transiciones electrnicas que pueden ser cuantificadas.

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La espectroscopia UV-visible se utiliza para identificar algunos grupos funcionales de molculas, y adems, para determinar el contenido y fuerza de una sustancia.

Se utiliza de manera general en la determinacin cuantitativa de los componentes de soluciones de iones de metales de transicin y compuestos orgnicos altamente conjugados.

Se utiliza extensivamente en laboratorios de qumica y bioqumica para determinar pequeas cantidades de cierta sustancia, como las trazas de metales en aleaciones o la concentracin de cierto medicamento que puede llegar a ciertas partes del cuerpo.

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7. CAUSAS DE ERROR

Haber empezado el proceso de macerado sin el metanol.

No se calento el suficiente tiempo la col morada para obtener la cantidad necesaria del indicador natural llamado antocianina.

Al iniciar la lectura en el espectofotometro se olvido el introducir el tubo blanco dando un margen de error.

La espinaca utilizada no fue de ptimas condiciones por presentar un bajo nivel de provena. feofitina posiblemente debido al terreno de donde

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8. RECOMENDACIONES

Tener en cuenta las normas de seguridad al momento de manipular los reactivos como por ejemplo usar guantes en la manipulacin del metanol y el ter de petrleo.

Que el material vegetal para la realizacin de la cromatografa y para la escala de pH sea material fresco y bien procesado.

Identificar cual es el tubo blanco para la lectura de las absorbancias con el espectofotometro.

Tener precaucin al aplicar la muestra en la placa cromatogrfica de no ir a romperla.

Que haya suficiente cantidad de muestra para preparar la solucin cuya absorbancia ser leda en el espectofotometro.

Saber distribuir las soluciones en la escala de pH para su posterior lectura.

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CONCLUSIONES 1. Se desarrollo una de las tcnicas de separacin de sustancias cromatografa en capa fina de la espinaca y se identificaron

posteriormente (pigmentos como clorofila, carotenos, feofitinas, xantofilas).

2. Segn la ley de Beer se comprobaron y compararon

los espectros de

absorcin de luz en los pigmentos de la espinaca como son la clorofila y los carotenos, conociendo los rangos que hacen visible los colores al ojo humano, diferenciando los rangos de los ultravioleta, e infrarrojo.

3. Es una prctica muy didctica que encierra principios qumicos, fsicos y matemticos y biolgicos donde es posible lograr la transversalidad en

estas 4 ciencias y se pueden afianzar los conocimientos de los estudiantes de secundaria con el anlisis e interpretacin de las grficas a partir de los datos obtenidos con el espectrofotmetro.

4. Se identificaron la importancia de los pigmentos en el proceso fotosinttico de la espinaca.

5. Se extrajeron pigmentos no fotosintticos naturales (antocianinas) de la col morada, para su posterior aplicacin en las diferentes sustancias y la lectura respectiva en la escala de pH.

6. Los procedimientos realizados en las tcnicas de extraccin, cromatografa y escala de pH se pueden adaptar a los materiales que se encuentren disponibles en las Instituciones.

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BIBLIOGRAFIA

es.wikipedia.org/wiki/Clorofila Tabla de equilibrios lquido vapor Tablas de datos tiles para el clculo de destilaciones. http://www.antioxidantes.com.ar/Art020.htm www.alambiques.com - Web sobre alambiques www.biologia.edu.ar/plantas/fotosint1.htm www.botanica.cnba.uba.ar/.../Tp6/Pigmentos.htm Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Destilacin. http://faciatec.uach.mx/posgrado/maiz/tipos.htm http://www.friedli.com/herbs/phytochem/flavonoids.html www.joseacortes.com prcticas de laboratorio www.tripod./veos.com/arturobola www.weissresearch.com Software de diseo de columnas de destilacin por McCabe-Thiele http://www.2k-software.de/ingo/farbe/nflavon.html

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PROPUESTA DE EXPERIENCIA PARA TRABAJAR CON ESTUDIANTES PIGMENTOS FOTOSINTTICOS: FUENTES DE VIDA Y COLOR. Para poder captar la energa del sol, las plantas requieren de pigmentos, los cuales adems les dan el color caracterstico. Pero cmo saber, cuales pigmentos estn presentes en una planta o alga?. Para ello existen algunas tcnicas, una de ellas es la cromatografa, la cual nos permitir en la actividad, determinar los pigmentos presentes en dos algas.

OBJETIVOS ESPECFICOS Con esta actividad se espera que los estudiantes: Identifiquen los pigmentos presentes en las algas a estudiar, Conozcan la tcnica de la cromatografa en papel y su utilizacin Determinen la importancia de los pigmentos accesorios. SUGERENCIAS METODOLGICAS Las algas necesarias para esta actividad deben ser especies de lminas delgadas, que permiten un fcil trabajo en laboratorio. Es recomendable que posean forma foliosa (como hojas) de modo que resulte fcil la trituracin. Debes realizar la colecta de especies ojal pocas horas antes de la actividad, para evitar decoloracin o descomposicin del material. La colecta la puedes realizar en la zona intermareal rocosa o recoger algn material varado en la playa. Por ltimo las especies colectadas deben tener marcada coloracin verde y roja, se sugieren: lechuguilla de mar (Ulva sp.), Enteromorpha sp. como algas verdes y Acrossorium, Rhodymenia o Callophyllis ("carola"), como algas rojas. (Puedes consultar algunas direcciones en Internet presentes en la guas de diversidad de algas y zonacin para conocer estas especies). CONTENIDOS Qu son las algas? Las algas son organismos fotosintticos simples, sin races, tallo ni hojas. Carecen de tejidos especializados conductores de agua, como las plantas superiores. Crecen en todos los tipos de ambientes acuticos, as como en algunos medios terrestres.

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Qu son los pigmentos? Un pigmento es cualquier sustancia que absorbe luz. El color de un pigmento es el resultado de la longitud de onda reflejada (no absorbida). La clorofila, el pigmento verde de todas las clulas fotosintticas, absorbe todas las longitudes de onda, excepto el verde, el cual es reflejado y percibido por nuestros ojos. Un cuerpo negro absorbe toda o casi todas las longitudes de onda. Cuales son los diferentes pigmentos presentes en plantas y algas? Los pigmentos de los cloroplastos se pueden clasificar en dos grupos principales: las clorofilas y los carotenoides. Las clorofilas, los pigmentos verdes del cloroplasto y son las ms importantes de las plantas. En la actualidad se pueden distinguir por lo menos ocho tipos de clorofilas: las clorofilas a, b, c, d, y e, la bacterioclorofila a, bacterioclorofila Acrossorium sp. Rhodymenia coralline Callophyllis variegata PIGMENTOS FOTOSINTTICOS: FUENTES DE VIDA Y COLOR G17-2 UN MAR DE COSAS POR EXPLORAR - PROYECTO EXPLORA ED5/00/015 b, y clorofila de clorobio (bacterioviridina). Las clorofilas a y b son las mejor conocidas y las ms abundantes. La clorofila a se encuentra en todos los organismos fotosintticos (plantas, ciertos protistas y cianobacterias). La clorofila b, est presente en todas las plantas verdes (algas verdes, euglenophytas y plantas superiores). Los carotenoides son compuestos lipdicos que se encuentran ampliamente distribuidos tanto en animales como en plantas y presentan colores que varan desde el, amarillo hasta el prpura. Los carotenoiodes hidrogenados (es decir, exclusivamente formados por carbono e hidrgeno) se llaman carotenos y aquellos que contienen oxgeno reciben el nombre de xantfilas. Aunque no estn presentes en los cloroplastos de todas las plantas, existen otros pigmentos importantes para las plantas, como por ejemplo las antocianinas (presente en los ptalos de las flores) y las ficobilinas, las cuales estn presentes en las algas rojas y verdeazules. Las ficobilinas rojas se denominan ficoeritrina y las azules, ficocianinas. A continuacin se muestra un recuadro con la composicin pigmentaria de algas y plantas terrestres. Algas Verdes Algas Rojas Clorofila a y b, Carotenos, Xantfilas, Clorofila a y d, Carotenos, Xantfilas, Ficobilinas59

Algas Cafs Plantas Terrestres Clorofila a y c, Carotenos, Xantfilas, (fucoxantina) Clorofila a y b Carotenos Xantfilas Qu son los pigmentos accesorios? Son pigmentos que absorben la energa luminosa y la pasan a la clorofila a (pigmento principal), que es el pigmento ms relacionado con la transferencia de electrones hacia los enlaces qumicos. Los pigmentos accesorios permiten a las algas vivir en una variedad de lugares mucho mayor a la que se podra tener si carecieran de ellos. Debido a que la composicin e intensidad de la luz cambia con el incremento de la profundidad del agua, las caractersticas de la luz recibida y absorbida por las algas marinas depende en gran medida de la profundidad donde estn. La variacin en la composicin pigmentaria para un uso optimo de la luz disponible es por lo tanto muy importante. La longitud de onda corta (ms energtica) no penetra mas all de 5 metros de profundidad. Las algas pardas y verdes se instalan en la zona litoral superior, en tanto que en la zona profunda predominan las algas rojas. Esto se puede observar generalmente en la zona intermareal rocosa, las algas ubicadas mas arriba corresponden a Ulva (lechuga de mar) y Enteromorpha (algas verdes). Las algas pardas generalmente estn ubicadas en la zona media y baja del intermareal, este es el caso de Lessonia nigrescens ("huiro negro") y Durvillaea ("cochayuyo"). Por ltimo las algas rojas las podemos encontrar en mayor abundancia y diversidad en la zona submareal, como por ejemplo, Gracilaria chilensis (pelillo) y Chondracanthus chamissoi (chicoria de mar). Qu es la cromatografa? Se llama cromatografa a una tcnica que permite separar o fraccionar, los componentes de una mezcla de sustancias biolgicas. El trmino deriva del griego chroma: color y graphein: escribir, ya que los primeros ensayos del mtodo tuvieron por objeto, separar compuestos que eran naturalmente coloreados. As hoy en da la mejor manera de separar los pigmentos, consiste en macerar plantas en un disolvente, filtrar la muestra para separar el sobrenadante y restos de vegetales y posteriormente determinar que pigmentos estn presentes. Esto se logra colocando un trozo de papel en contacto con el filtrado y por simple capilaridad, el disolvente arrastra consigo los pigmentos. Un ejemplo de capilaridad es el agua que absorbe una toalla de papel. A consecuencia de la

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variabilidad que tienen los diferentes pigmentos en su solubilidad, as como el grado de atraccin que tienen al papel, estos se movern a diferentes velocidades. Al poco tiempo de haberse iniciado este proceso los pigmentos se separan unos de otros, quedando bandas de distintos colores y a diferentes alturas. En trminos prcticos la cromatografa permite separar los componentes de cualquier muestra, por lo que es muy utilizada para la separacin de muestras en diversas empresas. PIGMENTOS FOTOSINTTICOS: FUENTES DE VIDA Y COLOR UN MAR DE COSAS POR EXPLORAR - PROYECTO EXPLORA ED5/00/015 G17-3 Qu es la fotosntesis? Es el proceso bioqumico mediante el cual las plantas captan la luz del sol para producir su propio alimento. Para esto requieren de dixido de carbono y agua, mientras que liberan oxgeno. DESARROLLO DE LAS ACTIVIDADES Actividad 1. Extraccin de pigmentos con alcohol Objetivos: Los estudiantes aprenden la tcnica de obtencin de pigmentos a travs del macerado y dilucin con alcohol. Materiales: Cada grupo necesita un mortero, un embudo, 5 gramos de alga verde, 5 gramos de alga roja, 50 ml. de alcohol, 2 papel filtro, una probeta de 100 ml. Sugerencias: Para reducir el tiempo de filtracin del macerado, el papel filtro puede ser reemplazado por toalla de papel absorbente. Es importante recalcar en esta actividad que los alumnos deben trabajar con cuidado en la manipulacin del alcohol. Para ahorrar ms tiempo una vez finalizada la filtracin del macerado, pueden comenzar inmediatamente la trituracin del alga roja. Se recomienda que los alumnos mojen el papel en el embudo, para que este no se mueva. Es importante tambin que los materiales para cada paso deben estar limpios.

Actividad 2: Cromatografa en papel

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Objetivos: Se espera que los alumnos puedan conocer y aplicar la tcnica de cromatografa en papel y observar el desplazamiento de los distintos pigmentos. Materiales: Para esta actividad se necesita un trozo de papel filtro, el cual debe ser cortado en forma rectangular para luego doblarlo y depositarlo en la cpsula de Petri que contiene el filtrado. Sugerencia: Los estudiantes deben ser cuidadosos con el manejo del papel y el filtrado. Es importante dejarlos sin movimiento, para evitar un desplazamiento errneo de los pigmentos. Al cabo de algunos minutos, los diferentes pigmentos comenzarn a subir por el papel filtro, diferencindose alguna bandas de colores. Luego de 30 minutos el papel se retira de la cpsula de Petri y se deja secar. Se requiere gran observacin por parte de los alumnos para determinar los diferentes pigmentos, es recomendable guiarlos en lo que se refiere a la solubilidad de los pigmentos, realizar preguntas como: por qu crees que algunos pigmentos se desplazan mas arriba que otros? te imaginabas que esta especie tena otros pigmentos aparte de la clorofila?. Actividad 3. Extraccin de pigmentos con agua y cromatografa en papel Objetivo: Se espera que los alumnos apliquen la cromatografa utilizando otro solvente. Materiales: Se requieren exactamente los mismos materiales mencionados en la actividad anterior. Sugerencia: En este caso los pigmentos hidrosolubles, se desplazarn con mayor rapidez. Por lo que es importante recalcar a los alumnos la diferencia en la composicin pigmentaria de las especies. Aquella especie que posee este tipo de pigmentos hidrosolubles es el alga roja.

Actividad 4. Pigmentos accesorios Objetivos:

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Se espera que los alumnos puedan comprender la importancia de los pigmentos accesorios. Materiales: R equiere solamente de papel y lpiz para realizar algunas anotaciones. Sugerencias: Debes invitarlos a reflexionar sobre la importancia de tener estos pigmentos, que respondan las preguntas planteadas en la gua. Puedes explicar el ejemplo de distribucin de las algas mencionado mas arriba y relacionarlo con la intensidad y calidad de luz recibida por las algas en los diferentes sectores. EVALUACIN Se puede pedir a los estudiantes que contrasten contrastar ambas cromatografas y realicen las comparaciones de acuerdo al nivel de solubilidad de los pigmentos. Para saber si se cumplieron los objetivos, puedes hacerlos responder las preguntas de la gua en una hoja o en voz alta. Se puede solicitar tambin la elaboracin de un reporte escrito, con formato cientfico: introduccin, materiales y mtodos, resultados, discusin y conclusin. PIGMENTOS FOTOSINTTICOS: FUENTES DE VIDA Y COLOR G17-4 UN MAR DE COSAS POR EXPLORAR - PROYECTO EXPLORA ED5/00/015 CONTINUACIN DE LA ACTIVIDAD Esta actividad se presta para realizar algunos trabajos de investigacin, puesto que los alumnos pueden realizar comparaciones entre diferentes plantas o algas. Por ejemplo realizar comparacin entre los pigmentos presentes en una planta terrestre como el trbol (Trifolium sp.) y un alga verde, dado que la combinacin de pigmentos es muy similar, se pueden abordar otros temas como la evolucin de las plantas. Tambin se pueden realizar mezclas de diferentes vegetales y separar sus pigmentos (zanahorias, betarragas, tomates, ptalos de flores, etc.) FUENTES DE INFORMACIN Direcciones Internet: Lecciones hipertextuales de botnica http://www.unex.es/botanica/presenta.htm Fotosntesis http://www.efn.uncor.edu/dep/biologia/intrbiol/fotosint.ht

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Que otros pigmentos no fotosinteticos sirven como indicadores de origen natural? PIGMENTOS NO FOTOSINTTICOS. Adems de los pigmentos fotosintticos que se encuentran en las membranas de los cloroplastos, existen otros pigmentos hidrosolubles que se encuentran en las vacuolas, entre estos pigmentos los ms conocidos son los flavonoides, que incluyen a las flavonas y los antocianos. La presencia de grupos OH en la molcula y su capacidad de combinarse con azcares hacen que sean solubles en agua. Los flavonoides son compuestos polifenlicos estructurados en base a 15 tomos de carbono. En su estructura bsica se reconocen 3 anillos. Estos pigmentos contribuyen a dar color a algunos frutos, ptalos de algunas flores, y en el caso de los antocianos, su presencia en algunas hojas en puede incluso enmascarar el color de los pigmentos fotosintticos, Otra caracterstica de los antocianos y las flavonas es que experimentan cambios de color segn el pH en que se encuentren, presencia de sustituyentes metilo y exposicin a determinados metales (copigmentacin). En la industria alimenticia son importantes no slo por su aporte de color sino por su accin como antioxidantes. El color de los antocianos y flavonas depende de los sustituyentes que se encuentran especialmente en el anillo B de la molcula. Figura 1. Estructura bsica de un antociano Figura 2.1 Figura 2.2 Figura 2.3 Figura 2.4 Figuras 2.1, 2.2, 2.3: Antocianos Figura 2.4 Flavona http://faciatec.uach.mx/posgrado/maiz/tipos.htm http://www.friedli.com/herbs/phytochem/flavonoids.html http://www.uniregensburg.de/Fakultaeten/nat_Fak_IV/Organische_Chemie/Didaktik/Keusch/p 26_anth-e.htm http://www.antioxidantes.com.ar/Art020.htm http://www.2k-software.de/ingo/farbe/nflavon.html en alemn, pero aparecen estructuras de los pigmentos Universidad de Las Amricas. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Laboratorio Fisiologa Vegetal CBI-512

Propuesta No. 2. El objetivo de las actividades de laboratorio es analizar los cambios de color de antocianos y flavonas en respuesta al pH. Materiales:

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_ Ptalos de flores rojas _ Ptalos de flores blancas _ Hojas de ciruelo de flor (morado) u hojas de repollo morado _ 3 cpsulas petri chicas _ 3 gotarios _ solucin de hidrxido de amonio 10% _ detergente lquido _ vinagre blanco o cido actico _ 2 vasos de precipitado de 250 ml _ trpode _ rejilla _ mechero _ pizeta con agua destilada _ papel pH ACTIVIDAD 1. Tome 3 cpsulas de petri y ubique en cada una de ellas: ptalos rojos, ptalos blancos y hojas de repollo morado. Agregue 3 gotas de solucin de hidrxido de amonio al 10% , mueva y aplaste suavemente con una varilla de vidrio. Registre el color inicial y final. Explique los cambios observados. Preguntas: Cul es el pH normal de las vacuolas? Qu caractersticas tiene el NH4OH? ACTIVIDAD 2. Realice un extracto de pigmentos de hojas de repollo morado o de ciruelo, ubique 30 gramos de hojas en 100 mil de agua destilada y hierva durante 5 minutos (o hasta obtener color en la solucin). Enfre, filtre y determine el pH del extracto utilizando papel pH. Ubique 3 ml del extracto en 4 tubos de ensayo y agregue: Tubo Color final del extracto 1 3 ml extracto + 1 gota de NH4 OH 10% 2 3 ml extracto + 10 gotas de NH4 OH 10% 3 3 ml extracto + 1 ml de detergente lqudo 4 3 ml extracto + 1 ml de vinagre blanco Universidad de Las Amricas. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Laboratorio Fisiologa Vegetal CBI-512 _______________________________________________________________ ___

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Preguntas: Qu pH tiene el detergente? Qu pH tiene el vinagre? Cmo se explican los cambios de color observados? Son reversibles estos cambios de color?. Proponga una actividad para comprobarlo. ACTIVIDAD 3. Impregne un papel filtro con el extrato de hojas, deje secar unos minutos, marque 3 sectores y aada a cada uno 1 gota de NH4OH, de detergente diluido y de vinagre. Registre y explique los cambios de color. TALLER FOTOSNTESIS y PIMENTOS NO FOTOSINTTICOS Seleccione la alternativa correcta para cada una de las siguientes preguntas y fundamente brevemente su eleccin 1.- La siguiente ecuacin representa: a) la ecuacin general de la fotosntesis b) la respiracin celular c) la fase de fijacin del carbono d) la reaccin de Hill e) la fase fotoqumica de la fotosntesis Luz Cloroplastos AH2 + O2 2.- En la ecuacin anterior, el compuesto llamando A correspondera a: a) NADPH b) 2,6 diclorofenol indofenol reducido c) 2,6 diclorofenol indofenol oxidado d) NAD + e) Clorofila a 3.- Respecto a la estructura de la clorofila a y b se puede afirmar que: a) la clorofila a tiene un tomo de Mg en su estructura y la clorofila b un tomo de Fe b) la clorofila a tiene metilo como sustituyente en el anillo 2 y la clorofila b tiene aldehdo como sustituyente en esa posicin c) la clorofila a tiene ms tomos de nitrgeno que la clorofila b d) el tallo fitol de la clorofila a es ms largo e) ninguna de las alternativas es correcta

4.- La diferencia fundamental entre carotenos y xantofilas es: a) la existencia de tomos de nitrgeno en las xantofilas, que los carotenos no poseen

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b) la existencia de tomos de oxgeno en las xantofilas, que los carotenos no poseen c) la existencia de tomos de nitrgeno en los carotenos, que las xantofilas no poseen d) la existencia de tomos de oxgeno en las carotenos, que las xantfilas no poseen e) los carotenos son solubles en agua y las xantofilas no. Universidad de Las Amricas. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Laboratorio Fisiologa Vegetal CBI-512

_______________________________________________________________ ___ 5.- En la cromatografa que usa cono solvente de separacin tolueno, el orden de mayor a menor Rf corresponde a: a) clorofila b, clorofila a, xantfinas y carotenos b) clorofila a, clorofila b, carotenos y xantfilas c) carotenos, xantfilas, clorofila b, clorofila a d) xantfilas, carotenos, clorfila b, clorofila a e) carotenos, xantfilas, clorofila a, clorofila b 6.- Al hacer incidir luz blanca de alta intensidad sobre un extracto de clorofila se observa: a) fosforescencia color rojo b) fosforescencia color azul c) fluorescencia color verde d) fluorescencia color azul e) fluorescencia color rojo 7.- Indique cul de los siguientes solventes resultara adecuado para obtener una suspensin de cloroplastos. a) acetona b) tolueno c) etanol d) eter de petrleo e) sacarosa 0.5 M 8.- Indique cul de los siguientes solventes resultara adecuado para obtener una suspensin de cloroplastos. I acetona II tolueno III etanol IV eter de petrleo

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V sacarosa 0.5 M VI NaCl 0.35 M a) slo I b) I , III c) I, II, III o IV d) V y VI e) solo II 9.- Indique cul de los siguientes solventes resultara adecuado para extraer pigmentos fotosintticos. I acetona II etanol III sacarosa 0.5 M IV NaCl 0.35 M V Agua a) slo V b) I , II c) todos d) III y IV e) slo III 10.- Respecto a antocianos y flavonas se puede afirmar que: a) son hidrosolubles b) no participan en la fotosntesis c) no cumplen ninguna funcin en las plantas d) a y b son correctas e) a, b y c son correctas Universidad de Las Amricas. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Laboratorio Fisiologa Vegetal CBI-512 _______________________________________________________________ ___ 11.- Los antocianos y flavonas tienen las siguientes caractersticas con la EXCEPCIN de: a) se acumulan en las vacuolas b) son derivados de fenoles c) son solubles en agua d) experimentan cambios de color segn en pH e) forman parte fundamental de los complejos antena 12.- Respecto a los cambios de color de los antocianos es INCORRECTO afirmar que: a) a pH cido se ven rojos b) a pH alcalino se ven blancos c) a pH cido se ven blancos d) a pH alcalino se ven rojos e) cambian de color segn en nmero de sustituyentes OH del anillo B de la molcula 13.- Son reversibles los cambios de color de los flavonoides?. Explique

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14.- Describa el recorrido de los electrones desde la hidrlisis del agua hasta la formacin de NADPH 15.- Explique en qu consiste la fotofosforilacin cclica, especifique los componentes que participan en el proceso y el resultado final 16.- Indique los elementos qumicos que se encuentran en: a) las clorofilas _____________________________________________ b) los carotenos _____________________________________________ c) las xantofilas ______________________________________________ 17.- Seleccione una funcin o caracterstica de antocianos o flavonas y en base a ella explique porqu es importante el conocimiento de estos compuestos

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